مراقبة اللزوجة أثناء عملية التعبئة لتحسين خطوط التعبئة في منتجات العناية بالمستهلك

---

جدول المحتويات

• 1. مقدمة
• 2. تعبئة خطوط منتجات العناية بالمستهلك
• 2.1 التطبيقات الرئيسية
• 2.2 أهمية اللزوجة والكثافة في خطوط التعبئة في منتجات العناية بالمستهلك
• 2.3 عملية الإنتاج/التطبيق
• 3. Rheonics نظرة عامة على أجهزة الاستشعار المدمجة من النوع SR
• 3.1 شهادة النظافة
• 4. التركيب الموصى به
• 4.1. اعتبارات التركيب الميكانيكي
• 4.1.1. متطلبات تركيب صمامات SRV وSRD
• 4.1.2. متطلبات التثبيت الإضافية لـ SRD
• 4.2. الحل المشترك بواسطة Rheonics
• 5. شروط العملية وأفضل الممارسات
• 6. المراجع

يتطلب مصنّعو منتجات العناية دقةً عالية في التركيب والتغليف لضمان اتساق المنتج وسلامة المستهلك والامتثال للوائح التنظيمية. وتُعدّ خطوط التعبئة أساسيةً في هذه العملية، وتواجه تحدياتٍ متنوعة، منها التعامل مع المنتجات ذات اللزوجة المتفاوتة، ومنع تكوّن الرغوة أو الخيوط أثناء التوزيع، وضمان دقة المحتوى الصافي في مختلف أنواع التغليف.

تُعقّد عوامل مثل تباين اللزوجة والكثافة في المواد الخام والمنتج النهائي، وحساسية درجة الحرارة، وثبات الدفعات أثناء عملية الإنتاج، عملية الإنتاج. عادةً ما تُستخدم طرق أخذ العينات التقليدية في المختبر، إلا أنها لا تُقدّم سوى معلومات متقطعة لا تُتيح رصد التغيرات الآنية في خصائص السوائل. في المقابل، تُوفّر القياسات المباشرة رؤية مستمرة وفورية للعملية، مما يسمح باستجابة أسرع للتحكم.

Rheonics توفر أجهزة الاستشعار مزايا تشغيلية واقتصادية كبيرة لخطوط تعبئة منتجات العناية بالمستهلك، وتتجاوز دقة القياس لتحسين الكفاءة والموثوقية وتوفير التكاليف:

• قم بقياس اللزوجة والقوام والكثافة والتركيز ودرجة حرارة منتجات العناية بالمستهلك بدقة.

• تقديم أداء موثوق به في ظل ظروف الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة.

• متوافق مع نظام التنظيف الآلي (CIP) وحاصل على شهادة EHEDG، مع وصلات عملية صحية مثل: Tri-Clamp، فارينلاين، والمزيد.

• سهولة التكامل مع أنظمة PLC/DCS عبر Profinet و Modbus و Ethernet/IP ومخرجات 4-20 مللي أمبير والمزيد.

• تمت معايرتها في المصنع وهي مناسبة لأي سائل؛ لا حاجة لإعادة المعايرة.

• تحسين كفاءة خط الإنتاج، وتقليل هدر المنتجات والدفعات المرفوضة، مما يؤدي إلى تعويض الاستثمار في أجهزة الاستشعار خلال السنة الأولى.

تتطلب منتجات العناية الشخصية، كالشامبو واللوشن والكريمات والجل ومعاجين الأسنان، تحكماً دقيقاً في عملية الإنتاج. وتحتاج خطوط تعبئة هذه المنتجات إلى تحكم دقيق في خصائصها الريولوجية، مثل اللزوجة والكثافة. وهذا يضمن استقرار المنتج وثبات الجرعات أثناء التعبئة والتغليف ومراقبة الجودة.

يمكن تصنيف هذه المنتجات إلى مجموعتين رئيسيتين: السوائل وشبه الصلبة، ويمكن تعبئتها في أنواع مختلفة من العبوات مثل الزجاجات والأكياس والأنابيب والجرار والبخاخات.

تتطلب المنتجات في كل فئة من فئات التغليف نوعًا مميزًا من التغليف، مما يستلزم تقنيات تصنيع مختلفة. وتشمل هذه التقنيات ما يلي:

حاويات صلبة (زجاجات، موزعات، ومرطبانات)

تُصنع هذه العبوات عادةً من البلاستيك، وأحيانًا من الزجاج، وهي الأكثر شيوعًا لتعبئة السوائل الخفيفة والمنتجات الكريمية (مثل الشامبو، والبلسم، ومنظفات الغسيل السائلة، والصابون السائل، وغسول الفم، والكريمات، واللوشنات). وتشمل بعض طرق التعبئة الشائعة: التعبئة بالجاذبية، والتعبئة بالفائض، والتعبئة بالمكبس، والتعبئة بمضخات التجويف التدريجي، والتعبئة بالتفريغ.

أكياس (أكياس مرنة)

يشيع استخدامها أيضاً في المنتجات السائلة والكريمية، لكنها تحظى بشعبية واسعة في الأسواق الكبيرة نظراً لبساطة عرضها واقتصاديتها. تتطلب هذه المنتجات عمليات تعبئة مختلفة، مثل أنظمة التعبئة والتغليف بالتشكيل والإغلاق (FFS) أو أنظمة تعبئة الأكياس المزودة بمضخات جرعات.

أنابيب

تُستخدم الأنابيب عادةً للمنتجات شبه الصلبة مثل معجون الأسنان، والجل، والمراهم، والكريمات. وتُصنع عادةً من البلاستيك أو الألومنيوم، وتُملأ بواسطة مكبس أو مضخة، ثم تُغلق بإحكام.

علب الرش (بخاخات، عرض التذرية)

توجد هذه المادة في منتجات مثل مزيلات العرق، ورغوة الحلاقة، وبخاخات الشعر، وبعض منتجات العناية بالبشرة. ويتطلب ذلك التعامل مع كل من التركيبة السائلة والمادة الدافعة (الغاز المضغوط أو الغاز المسال).

تقيس اللزوجة مقاومة السائل للتدفق. وفي تطبيقات تعبئة منتجات العناية الشخصية، تؤثر على كيفية تحرك المنتجات عبر خط الإنتاج، ودقة توزيعها، ونظافة تغليفها.

• دقة التعبئة ودقة التوزيع: تحدد اللزوجة ما إذا كان المنتج يتدفق بسلاسة عبر الفوهات أو يسبب مشاكل مثل التكتل أو التقطير أو التناثر.

• استقرار المنتج وفترة صلاحيته: تساعد اللزوجة المناسبة على بقاء المستحلبات والمعلقات مستقرة، مما يمنع انفصال الطور أو الترسيب أو تدهور الملمس.

تشير الكثافة إلى كتلة المادة لكل وحدة حجم. وفي تطبيقات تعبئة منتجات العناية بالمستهلك، ترتبط الكثافة ارتباطًا مباشرًا بتناسق المنتج، ومطابقة التغليف للمعايير، وجودة التركيبة.

• التحكم في محتوى الشبكة: تؤثر الكثافة على نسبة الحجم إلى الكتلة، مما يضمن أن الحاويات تفي بمتطلبات الوزن أو الحجم المعلنة ويمنع التعبئة الناقصة أو التعبئة الزائدة.

• اتساق التركيبة: قد تشير الاختلافات في الكثافة إلى انحرافات في نسب المواد الخام، أو تأثيرات درجة الحرارة، أو عدم استقرار العملية التي يمكن أن تغير أداء المنتج.

تبدأ جميع عمليات التعبئة في خلاط أو خزان تحضير، حيث يُجهز المنتج أو يُخزن بعد الإنتاج لضمان الخلط والتجانس الأمثل. في هذه المرحلة، تساعد مراقبة الكثافة واللزوجة على ضمان تجانس المنتج، مما يؤثر بشكل مباشر على جودة التعبئة اللاحقة وتناسق الدفعات. من هنا، يمكن توجيه الخليط إلى عمليات تعبئة مختلفة. عادةً، يُضخ المنتج أولاً إلى خزان وسيط، حيث يمكن تركيب أجهزة استشعار إما على طول خط النقل أو على الخزان الوسيط نفسه لمراقبة المنتج النهائي قبل التعبئة.

لعمليات التعبئة بالجاذبية والتعبئة بالفيضان (الشكل شنومكس)يمكن تركيب أجهزة استشعار في خزان التخزين المؤقت أو خط النقل لمراقبة حالة المنتج قبل التعبئة، مما يضمن الحفاظ على انسيابية المنتج عبر خطوط التعبئة. وهذا يضمن أداءً متكررًا للدفعات، ويقلل من مخاطر فشل الدفعات بسبب عدم انتظام التدفق.

لعمليات تعبئة الرذاذ والتعبئة والتغليف (FFS) (الشكل شنومكس)يمكن وضع أجهزة استشعار قبل فوهات التعبئة للتحقق من أن المنتج يحافظ على حالته المناسبة للحقن. تساعد المراقبة في هذه المرحلة على منع انسداد الفوهات وزيادة أو نقص كمية المنتج في العبوة، مما يضمن تعبئة الأكياس وعلب الرش بالكتلة الصافية المناسبة.

كما نواجه عمليات تتضمن سوائل شديدة اللزوجة مثل المواد شبه الصلبة أو المعاجين، ومن الأمثلة على ذلك معجون الأسنان، والهلام، والمراهم، والكريمات، حيث يتم تعبئة المنتجات عادة في أنابيب. (الشكل شنومكس)هذه العملية أقرب إلى نظام البثق: يُحمّل المنتج أولاً في قادوس، ثم يُغذّى بواسطة مضخة مكبسية تقوم بحقن المادة في الأنبوب قبل إغلاقه. في هذا الإعداد، يمكن تركيب الحساس في خط تغذية المنتج أو القادوس لمراقبة حالة المنتج وضمان تدفقه بشكل سليم عبر فوهات الحقن. بدلاً من ذلك، يمكن وضع الحساس في خط الحقن نفسه؛ إلا أن هذا عملي فقط عندما يُحقن المنتج في عملية مستمرة بدلاً من دورات تعبئة قصيرة تعتمد على وحدات محددة.

Rheonics توفر مستشعرات النوع SR (SRV وSRD) قياسات مستمرة ومباشرة للزوجة والكثافة ودرجة الحرارة لمراقبة العمليات والتحكم بها. صُمم مستشعر SRV لقياس اللزوجة ودرجة الحرارة، بينما يضيف مستشعر SRD قياس الكثافة إلى القياس.

تُعاير هذه الحساسات في المصنع ولا تحتاج إلى إعادة معايرة طوال فترة تشغيلها. مع ذلك، قد يطلب العملاء معايرة أو التحقق من الأجهزة المستخدمة في صناعتهم كجزء من إجراءات مراقبة الجودة. ويمكن إجراء تعديلات اختيارية أو تصحيحات للانحرافات عند الحاجة لمطابقة مراجع محددة.

جميع الحساسات مُعايرة في المصنع، ويمكنها العمل طوال فترة خدمتها دون الحاجة إلى إعادة معايرة. مع ذلك، قد تتطلب بعض الصناعات التحقق أو المعايرة كجزء من إجراءات مراقبة الجودة. كما يمكن إجراء تعديلات أو تصحيحات للانحرافات لتتوافق مع معايير مرجعية محددة. لمزيد من المعلومات، انظر معايرة مقياس لزوجة العملية المضمن SRV في الموقع والمصنع.

Rheonics تعمل المستشعرات بتقنية حاصلة على براءة اختراع، وهي تقنية الرنان الالتوائي المتوازن (BTR). توفر هذه التقنية مزايا واضحة مقارنة بالتقنيات البديلة: فالمستشعرات صغيرة الحجم وخفيفة الوزن ومقاومة للاهتزازات الخارجية.

Rheonics تُعدّ مستشعرات SRV وSRD حلولاً فعّالة في خطوط تعبئة منتجات العناية الشخصية. فهي توفر قياسات فورية للزوجة والكثافة، مما يضمن الحفاظ على خصائص تدفق ثابتة لمنتجات مثل الشامبو، واللوشن، والكريمات، والجل، والبخاخات طوال عملية التعبئة. كما تُحسّن المراقبة المستمرة أثناء عملية التعبئة من تجانس الدفعات، وتقلل من هدر المنتج، وتعزز كفاءة وموثوقية خط التعبئة بشكل عام.

افتراضيا، Rheonics صُممت مجسات النوع SR بتصميم ميكانيكي صحي، مما يضمن ملاءمتها للتطبيقات الصحية. ويمكن توفيرها، عند الطلب، مع شهادات اعتماد من منظمات معترف بها مثل 3-A وEHEDG.

لمزيد من التفاصيل، يرجى زيارة Rheonics تركيبات صحية ونظيفة.

من المهم تسليط الضوء على بعض جوانب التثبيت التي تنطبق على كليهما Rheonics أجهزة الاستشعار، SRV وSRD. بغض النظر عن النوع، يشترك كل منها في نفس تصميم الرنان عبر جميع أنواعه، ويعتمد التثبيت الصحيح على الوضع الصحيح لمنطقة استشعار المجسات (المناطق المحددة باللون الأحمر في الشكل 13النقاط الرئيسية هي:

• ينبغي أن تكون المنطقة خالية من الرواسب أو العوائق.

• ينبغي أن تكون المنطقة مغمورة بالكامل في السائل المراد دراسته.

بالإضافة إلى الشرطين الرئيسيين المذكورين أعلاه، فإن مستشعر SRD له اعتباران إضافيان:

• الحفاظ على الاستقرار الحراري عندما يكون هناك تدرج حراري بين السائل والبيئة الخارجية أكبر من 15 درجة مئوية. (خاص بنظام SRD فقط، لمزيد من المعلومات، انظر هنا: (الحفاظ على توازن درجة حرارة جهاز قياس الكثافة المتسلسل لتحقيق دقة عالية في قياس الكثافة)

• قم بمحاذاة طرف المستشعر مع اتجاه تدفق السائل كما هو موضح في الشكل 14(خاص بـ SRD فقط، لمزيد من المعلومات، انظر هنا: (توجيه نهاية سائل SRD)

يمكن استعراض هذه الشروط بمزيد من التفصيل في المقال التالي. تركيبات مناسبة لـ SRV و SRD.

استخدم Rheonics تتميز مستشعرات النوع SR بتصميم معياري وصغير الحجم يسمح بتطبيقها في مجموعة واسعة من التكوينات حسب ظروف التطبيق. على سبيل المثال:

FET-XXT: Tri-Clamp تي شيرت الكوع

في التطبيقات التي تستخدم سوائل عالية اللزوجة أو جسيمات بأحجام تتجاوز مقياس الميكرون، يُنصح بتركيب وصلة على شكل حرف L. في مثل هذه الحالات، Rheonics يقدم FET (انظر الشكل 15) صحي Tri-Clamp وصلة على شكل حرف T مع منفذ قصير يضمن تركيب المستشعر بشكل صحيح.

تم تصميم ترانزستور تأثير المجال (FET) من أجل SRV-X3 و SRD-X3أجهزة استشعار قصيرة الحجم مزودة بـ Tri-Clamp تتوفر هذه الوصلات بأحجام متعددة (1.5 بوصة، 2 بوصة، 3 بوصات، 4 بوصات، إلخ) وتأتي مزودة بمشبك وحلقة مانعة للتسرب للمسبار. لمزيد من التفاصيل، انظر FET-XXT.

HPT-12G: خلية تدفق صحية عالية الضغط ودرجة الحرارة

للتطبيقات الصحية التي تتضمن أنابيب صغيرة أو تركيبات خراطيم، Rheonics يُقدّم جهاز HPT-12G (انظر) الشكل 16تم تصميم خلية التدفق هذه للعمليات ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية، وتضع المستشعر في تكوين على شكل كوع باستخدام وصلة عملية ملولبة.

جهاز HPT-12G متوافق حصريًا مع SRV-X1-12Gيتميز هذا المنتج بوصلة ملولبة G 1/2 بوصة، مما يضمن إحكامًا صحيًا موثوقًا به مع توافقه مع أنظمة التنظيف والتعقيم CIP/SIP، ما يجعله مثاليًا للتطبيقات الصحية. لمزيد من التفاصيل، انظر HPT-12G.

وصلة لحام صحية وحلقة تثبيت لأجهزة استشعار من النوع SR

يُعدّ التركيب العمودي على خط الأنابيب أو جدار الخزان أو قاعدته من أكثر التركيبات شيوعًا. ويتم ذلك عادةً باستخدام منافذ ملحومة. أما بالنسبة للتطبيقات الصحية، Rheonics يقدم حلولاً مخصصة لكلا الطرفين Tri-Clamp ووصلات عملية G 1/2 بوصة. في هذه الحالات، يضمن استخدام حلقة تثبيت أقصر غمرًا مناسبًا لعنصر الاستشعار مقارنةً بحلقة التثبيت القياسية (انظر الشكل 17).

WFT-15T (انظر الشكل 18) هو صحي Tri-Clamp وصلة لحام مصممة لأجهزة الاستشعار مع Tri-Clamp وصلات العمليات. يضمن ذلك إحكامًا موثوقًا وصحيًا وغمرًا مناسبًا لعنصر الاستشعار في التطبيقات الصحية. لمزيد من التفاصيل، انظر WFT-15T.

HAW-12G-OTK (انظر الشكل 19محول لحام صحي مصمم لأجهزة الاستشعار ذات وصلات لولبية G 1/2 بوصة. يوفر إحكامًا صحيًا وآمنًا وغمرًا مناسبًا للتطبيقات الصحية. لمزيد من التفاصيل، انظر HAW-12G-OTK.

فيما يلي بعض الاعتبارات المهمة لملء الخطوط في تطبيقات منتجات العناية بالمستهلك:

عملية التنظيف وإجراءات التنظيف في المكان/التعقيم في الموقع

في خطوط تعبئة منتجات العناية الشخصية، قد تتراكم رواسب المواد اللزجة، مثل المستحضرات والكريمات والمواد الهلامية، تدريجيًا على سطح استشعار جهاز قياس الانعكاس الطيفي (SRV) أو جهاز قياس الانعكاس الطيفي (SRD). يساعد الفحص والتنظيف المنتظمان للمسبار على منع تراكم الرواسب وضمان قياسات مستقرة وموثوقة. تتوفر إرشادات حول طرق التنظيف المناسبة في كيفية تنظيف Rheonics مسبار؟.

صُممت كلتا الحساستين بتصميم صحي، مما يجعلهما مناسبتين للدمج في أنظمة التنظيف في المكان (CIP) والتعقيم في المكان (SIP). اختيارياً، Rheonics كما يقدم شهادات صحية.

الجسيمات والفقاعات

Rheonics تتميز أجهزة الاستشعار بمقاومتها لوجود الجسيمات الدقيقة، مع تأثير ضئيل على دقة القياس. تقوم إلكترونيات المستشعر تلقائيًا بتصفية التشويشات الصغيرة، مع ذلك، قد تُسبب الجسيمات الأكبر حجمًا ارتفاعات مفاجئة أو ضوضاءً يجب أخذها في الاعتبار عند تحليل البيانات.

فيما يتعلق بالفقاعات، يختلف الأداء بين النموذجين. SRV يحافظ على قراءات لزوجة ثابتة حتى في السوائل الفقاعية، بينما SRDيُعدّ جهاز قياس الكثافة الانتقائية (SRD)، الذي يقيس كلاً من اللزوجة والكثافة، أكثر حساسية للهواء المحتبس. ولا يُنصح باستخدام تركيزات عالية من الفقاعات مع هذا الجهاز، لأنها قد تؤثر سلبًا على دقة قياس الكثافة.

الأجزاء المتحركة والعوائق

في خزانات الخلط أو المعالجة التي تستخدم مجاديف أو أذرع تقليب أو غيرها من المحركات الميكانيكية، من المهم وضع مستشعر SRV أو SRD بمسافة مناسبة من المكونات المتحركة. تمنع هذه المسافة المناسبة التداخل المادي، وتقلل من خطر التلف الميكانيكي، وتضمن ظروف قياس جيدة.

[1] مجموعة بلاستيك. "تغليف منتجات العناية الشخصية".

[2] شركة Accutek للتغليف. "التعبئة الزائدة".

[3] إنديا مارت "آلة تعبئة الأكياس الأوتوماتيكية".

[4] TWP. "أنواع إحكام إغلاق الأنابيب".

[5] براتني. "تقنية حشو وختم القوالب الأنبوبية في ازدياد".

[6] آلات من الدرجة الأولى. "خط تعبئة الرذاذ".

اطلع على المزيد من المقالات ذات الصلة:

تحسين عمليات تعبئة وتغليف السوائل من خلال إدارة اللزوجة المدمجة